用激光源寻找静态“零”级干涉条纹

在计量技术中,用白光“零”级干涉条纹作端面长度精密定位或精密水银气压计液面定位,是精确度较高的一种方法。但是寻找“零”级干涉条纹却是极其精细面又困难的工作。本文叙述一种用激光源寻找静态“零”级干涉条纹的新方法。     

利用白光的一次条纹定位的可能性

干涉仪是灵敏度和准确度都很高的一种仪器。因此,在精密测量中,特别是高精度的自动化测量中(例如测量量块),人们自然就想到用白光干涉条纹来作为定位信号。用一光电元件接收白光干涉条纹信号,通过电路处理,取出零次干涉条纹的顶点即可作为定位信号。要准确地、不加鉴别地取出各次干涉条纹的顶点是容易的,但是要从达一组顶点信号中鉴别出哪一个顶点信号对应零次干涉条纹,这却是十分困难的事情。我们为此作了许多工作,     

常用计量技术中光波干涉讲座(二)振幅分光的干涉光路及在计量测试中应用(下)

本讲叙述应用于计量测试中的几种振幅分光干涉光路及特点,如测量U形水银气压计液面高度差光路,测量大长度的光学倍乘光路等.     

常用计量技术中光波干涉讲座（二）振幅分光的干涉光路及在计量测试中应用（下）

本讲叙述应用于计量测试中的几种振幅分光干涉光路及特点，如：测量U形水银气压计液面高度差光路，测量大长度的光学倍乘光路等。     

用相位法捕捉白光干涉动态“零次”条纹峰值位置的光电原理

一、引言精密计量技术中有不少测试手段利用白光源的双光束干涉仪,它是利用两束相干光在等光程条件下产生“零次”无色条纹的物理特性,作为测长定位手段。例如应用在量块比长的乌氏干涉仪;精密     

一种新的半导体激光动态定位方法

提出了一种新的半导体激光定位技术。它利用多模半导体激光干涉条纹强度分布和双波长细分技术，用两个半导体激光器完成了零点的高精度动态定位。本文方法突破了传统白光定位的局限，简化了干涉仪的设计，实现了大范围的零点捕捉。定位精度达到０．０１μｍ。     

干涉显微镜白光干涉时零级条纹的调整

《计量技术》1985年第2期发表的“6J型干涉显微镜干涉条纹的寻找及对比度的调整”一文(以下简称“寻找与调整”),介绍了单色光干涉条纹的寻找及调整方法。本文就白光干涉条纹的寻找和调整,再做如下介绍。一、干涉现场中产生二条黑色干涉条纹(即零级条纹) 的条件。如图所示,对单色光干涉,我们认为只要a_2=a_3、b_1=b_2,即总光程差为零,就能产生干涉条纹。而对于白光干涉,不但要满足总程差等于零,而且还必须满足:     

一种测量“U”型气压计水银面高度差的光波干涉光路

气体压强的精密测量,目前仍普遍采用“U”型管水银气压计。许多国家的研究人员根据测量对象的需要,设计出多种精密测量水银面高度差的光路,本文阐述一种不同的光干涉光路。一、测量原理及光路这种光路的测量原理是通过光波干涉方法,把“U”型管里的水银面高度差转移到水银管外进行测量,用图1所示双光束等光程光路易于表示。图中满足等光程条件,因而下式成立:     

光纤准白光干涉信号数字化处理方法

提出一种光纤准白光干涉信号数字化处理方法。该方法采用干涉条纹脉冲实现干涉包络信 号同步采集,克服了导轨移动速度不均匀造成的影响;通过高斯函数曲线拟合方法高精度确定干涉信号零光程差点;大大提高了准白光干涉信号定位精度。为消除包络信号采样边界点不确定性带来的误差,采用外插法进行补偿。实验表明,采用该方法对光纤准白光干涉信号零光程差位置的定位精度优于0.5个干涉条纹。     

气体折射率的测试光路--用激光干涉条纹计数原理

本文阐述两种气体折射率的测试光路。它们是用白光干涉“O”级条纹定位，激光干涉条纹计数原理作光程差补偿测试。便于自动测量。     

自动测量高精度量块的JLG型激光干涉仪

JLG型激光干涉仪是自动测量高精度量块的新型干涉仪,它采用了稳频激光、电子数显、白光干涉自动定位、空心立体棱镜和自动控制等先进技术。实验表明,它的极限误差达到△_(Iim)=±(0.03+0.2L)微米,L是被检量块的长度,单位为米。     

基于白光相移干涉术的微结构几何尺寸表征

将Carré等步长相移法与白光垂直扫描相结合形成了一种白光等步长相移算法,该方法快速、准确、非接触,垂直分辨力可达亚纳米级.测量系统集成了Mirau显微干涉物镜,并通过高精度压电陶瓷纳米定位器带动物镜进行垂直扫描.分析了Carré法应用于白光干涉信号的相位提取的精度,对不同扫描步距以及不同信噪比情况下的测量进行了计算机仿真,确定了测量参数.结合重心法将相位计算的数据范围直接定位于干涉信号的零级条纹,从而省去了相位解包裹过程.通过对微谐振器和标准台阶的测量说明了该方法的有效性,并使用白光相移干涉、白光垂直扫描和单色光相移干涉对44 nm标准台阶进行了测量,并对测量结果进行了比较.     

一种可溯源原子力探针显微镜

研制了一种基于白光干涉的可溯源原子力探针扫描显微镜,提出了一种稳健的白光干涉零级条纹定位算法,建立了一套高分辨激光干涉位移测量系统。在此基础上提出了一种探针标定方法,实现微纳表面可溯源测量。通过对台阶高度为(21.4±1.5)nm的标准光栅进行10次重复测量,其结果的平均值为21.56 nm,标准差为0.51 nm;同时对高度为150 nm的三维特征样件进行了三维测量,验证了所研制仪器测量的准确性和稳定性。     

串连差分白光干涉法测量金属极薄带厚度

利用白光作为光源的干涉仪(WLI)克服了单色相干光干涉相位不确定,不能够进行绝对测量的缺点,本文设计了一种串连差分白光干涉(DMLI)测量极薄金属带材厚度的新系统.该系统的特点是由两个迈克尔逊干涉仪(MI)串联组成差分干涉系统,两个干涉仪的测量反射面由薄带的两个对应表面承担,干涉系统的最后输出信号只与薄带的厚度有关,而与薄带在测量光路中的位置无关.理论分析及实验结果表明,该系统既有干涉测量的高精度,高灵敏度,又具有较强的抗干扰能力.     

接触式干涉仪的数字化改造

为解决接触式干涉仪使用过程中对线不准、人工读数误差大等问题，采用图像采集与处理技术对其进行数字化升级改造。使用工业相机，将实时采集的干涉条纹图像传输至计算机，同时基于灰度投影法，实现自动定度与零级干涉条纹中心的定位，根据零级干涉条纹中心的偏移量，计算被测量块与标准量块的差值，并将相关测量信息自动存储至数据库。实验表明：改造后的接触式干涉仪性能稳定可靠，能准确计量检校三等及以下的量块长度。     

用超声技术精密测量气压

现代计量技术的发展,对气压测量精度的要求愈来愈高,并且要求能快速地自动显示气压的数值及其变化。例如在建立热力学温标的气体温度计实验中,要求测量气体压力精确到几个微米汞柱;在低、中真空的测量中,要求气压计能分辨几个毫帕的压差。目前精密测量气压的原理,还是基于十七世纪初托里拆利所发明的用水银柱高度来表征大气压力的方法。随着科学技术的发展,测量U形管水银柱高度的方法愈来愈新颖,愈来愈精确。常见的有测高仪法、白光干涉法、电容定位法、激光跟踪法等。近年来超声技术也被用于测量气压,超声方法比起以上几种方法来,它的优点是:结构简单,使用方便,对防震的要求不高,因而是值得推广的一种方法。在超声方法中,又因其测距原理不同而分为脉冲回波法和脉冲干涉法。     

一种基于Matlab的干涉条纹自动处理方法

对接触式干涉仪量块检定时产生的两种干涉条纹进行了研究,图像整体采用傅里叶级数曲线拟合法,实现干涉暗条纹大致定位.局部采用最小二乘二次曲线拟合法,确定干涉暗条纹中心的精确位置及暗条纹个数.利用Matlab和VC平台进行编程,快速有效地实现了干涉条纹中心位置的自动判读. 该方法已应用在中国计量科学研究院接触式干涉仪的量块检定中.     

线性调频半导体激光定位的研究

本文提出了一种半导体激光定位技术，它利用半导体激光器的线性调频特性来实现干涉零点的动态定位，突破了传统白光定位的局限，简化了干涉仪设计，并实现了大范围内的零点捕，是一种实用的干涉定位技术。，     

新型移相量块干涉仪的研制

研制了一台用于0.5~100 mm量块测量的新型移相量块干涉仪,分别以波长为633 nm和543 nm的两台稳频激光器作为测量光源,通过一根单模光纤引入到干涉仪内。高精密移相器实现5步移相干涉测量,CCD相机采集干涉条纹并计算干涉条纹小数,被测量块长度采用多波长的小数重合法计算。移相量块干涉仪的测量不确定度达到U=0.015μm+0.07×10~(-6)L(L为量块长度,mm)。     

符合平面度误差国标的等厚干涉条纹判读法

本文试图根据劈尖干涉原理给出五种符合GB1958—80的等厚干涉条纹判读方法。应该说明的是,图中干涉花样边缘只给出半条黑色或白色条纹,其序号为条纹级别。1.条纹呈平直状、间距相等并只有一条“零级条纹”且“零级条纹”位于干涉花样极端位置,如图1。或者干涉花样呈一片均匀色,则判读零条。即被测表面为理想表面。